1、31發(fā)電公司培訓(xùn)試題發(fā)電機(jī)、變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的主設(shè)備組件，它們的安全運行對保證電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和安全穩(wěn)定運行起著決定性的作用，同時，發(fā)電機(jī)變壓器本身也是十分昂貴的電氣設(shè)備組件。因此應(yīng)針對各種不同的故障和不正常運行狀態(tài)裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置。當(dāng)其發(fā)生故障或異常運行狀況時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)以最大限度保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，并使故障或異常運行狀態(tài)的影響限制到最小程度。本篇就發(fā)電機(jī)變壓器組來討論主設(shè)備保護(hù)的配置及要求，介紹發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)及其工作原理。新繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程GBT142852006（簡稱新規(guī)程）已于06年8月30日發(fā)布、11月1日實施。新規(guī)程就目前使用的微機(jī)

2、型保護(hù)裝置作了許多規(guī)定，保護(hù)的配置和要求也作了一定的修改，因此下面談到的配置和要求都以新規(guī)程為藍(lán)本。1繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程（以下簡稱規(guī)程）對繼電保護(hù)裝置提出那四項方面的基本要求？基本要求的內(nèi)容有是什么？答：對繼電保護(hù)裝置的四項基本要求是：可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。其內(nèi)容為：可靠性是指繼電保護(hù)該動作時應(yīng)動作，不該動作時不動作。選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動時，才允許由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，保護(hù)應(yīng)具有必要的正確動作能力的裕度，一般以靈敏系數(shù)來描述。

3、速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動投入的效果。2規(guī)程對發(fā)電機(jī)的哪些故障和異常運行狀況要設(shè)置繼電保護(hù)？答：都知道，發(fā)電機(jī)是由定子繞組和轉(zhuǎn)子勵磁繞組兩大部件組成，因此對這兩大部件的故障和異常運行狀況要裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置，具體有：a.定子繞組相間短路保護(hù)；b.定子繞組接地保護(hù)；c.定子繞組匝間短路保護(hù)；d.發(fā)電機(jī)外部相間短路保護(hù)；e.定子繞組過電壓保護(hù)；f.定子繞組過負(fù)荷保護(hù)；g.轉(zhuǎn)子表層（負(fù)序）過負(fù)荷保護(hù)；h.勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)；i.勵磁回路一點即兩點接地保護(hù)；j.勵磁電流異常下降

4、或消失（失磁）保護(hù)；k.定子鐵心過勵磁保護(hù)；l.發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)；m.頻率異常保護(hù)；n.失步保護(hù)；o.其它故障和異常運行時的相應(yīng)保護(hù)（如起動過程中發(fā)生故障的起停機(jī)保護(hù)、突然加電壓保護(hù)、斷路器閃絡(luò)保護(hù)、軸電流保護(hù)等）。3根據(jù)故障和異常運行以及繼電保護(hù)的性質(zhì)作用不同，規(guī)程是怎樣要求繼電保護(hù)動作作用方式的？其具體內(nèi)容是什么？答：根據(jù)故障和異常運行的類型和對發(fā)電機(jī)組的危害以及繼電保護(hù)的作用不同，規(guī)程要求繼電保護(hù)動作作用方式分為有：停機(jī)、解列滅磁、解列、減出力、減勵磁、滅磁、勵磁切換、廠用電源切換、縮小故障范圍、程序跳閘以及信號方式。具體內(nèi)容是：停機(jī)方式要作用對象有斷開發(fā)電機(jī)端斷路器或升壓變壓器高壓側(cè)斷

5、路器、斷開高壓廠用變低壓側(cè)斷路器、滅磁、關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門或水輪機(jī)導(dǎo)水翼，使其機(jī)爐及輔機(jī)停止工作。解列滅磁方式作用對象有斷開發(fā)電機(jī)端斷路器或升壓變壓器高壓側(cè)斷路器、斷開高壓廠用變低壓側(cè)斷路器、滅磁、汽輪機(jī)或水輪機(jī)甩負(fù)荷（關(guān)小主汽門或?qū)肀３謾C(jī)組額定空轉(zhuǎn)）。解列方式作用對象有斷開發(fā)電機(jī)端斷路器或升壓變壓器高壓側(cè)斷路器、汽輪機(jī)或水輪機(jī)甩負(fù)荷。減出力是將原動機(jī)出力減到給定值。減勵磁是將勵磁電流減到給定值。滅磁是跳勵磁開關(guān)滅磁。勵磁切換是將勵磁工作電源系統(tǒng)切換到備用勵磁電源系統(tǒng)。廠用電源切換是將廠用工作電源供電切換到備用電源供電。縮小故障范圍主要是針對雙母線系統(tǒng)或單母分段系統(tǒng)，斷開母線聯(lián)絡(luò)斷路器或單母

6、分段斷路器。程序跳閘主要是針對汽輪或水輪發(fā)電機(jī)組所采用的一種保護(hù)性措施而設(shè)置的跳閘方式，當(dāng)發(fā)電機(jī)變壓器組或相鄰元件線路發(fā)生故障或異常以及控制停機(jī)時，由相應(yīng)的保護(hù)動作或控制先關(guān)閉主汽門（或先把導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置），待程跳逆功率繼電保護(hù)動作后，再跳發(fā)電機(jī)斷路器和滅磁以及斷開高壓廠用變低壓側(cè)斷路器。程序跳閘方式可替代解列或解列滅磁出口跳閘方式，有利于機(jī)組大軸長期運行的安全和使用壽命。信號是指發(fā)出事故或預(yù)告聲光信號。4對發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障，發(fā)電機(jī)配置的主保護(hù)規(guī)程是怎樣規(guī)定的？答：1）單獨運行的發(fā)電機(jī)容量在1MW及以下的，如中性點有引出線，應(yīng)在中性點側(cè)配置過電流保護(hù)；如中性點無引出線

7、，則在機(jī)端裝設(shè)低電壓保護(hù)。2)與其它發(fā)電機(jī)或與電力系統(tǒng)并列運行的發(fā)電機(jī)容量在1MW及以下的，應(yīng)在發(fā)電機(jī)機(jī)端配置電流速斷保護(hù)；若電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)不符合要求，可裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)；對中性點側(cè)沒有引出線的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)低壓過電流保護(hù)。3）發(fā)電機(jī)容量在1MW以上的應(yīng)配置縱聯(lián)差動保護(hù)。4）容量在100MW以下的發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，發(fā)電機(jī)與變壓器應(yīng)分別裝設(shè)各自的縱聯(lián)差動保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時，可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)與變壓器組共享的縱聯(lián)差動保護(hù)（發(fā)變組差動保護(hù)）。5）容量在100MW及以上的發(fā)電機(jī)變壓器組，應(yīng)裝設(shè)雙重快速保護(hù)，不輪發(fā)電機(jī)與變壓器之間是否有斷路器，均宜裝設(shè)

8、兩套相互獨立的發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)和變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)。 6）上述的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、低電壓保護(hù)、低壓過電流保護(hù)和差動保護(hù)均作用于停機(jī)。5發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地故障時，規(guī)程是怎樣規(guī)定的接地安全電流值？ 表1 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地故障電流允許值發(fā)電機(jī)額定電壓（kV）發(fā)電機(jī)額定容量（MW）故障電流允許值（A）6.350410.5汽輪發(fā)電機(jī)501003水輪發(fā)電機(jī)1010013.815.75汽輪發(fā)電機(jī)1252002水輪發(fā)電機(jī)40225182030060016發(fā)電機(jī)機(jī)端設(shè)有母線的或說與母線直接連接的發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，規(guī)程規(guī)定要配置什么原理的接地保護(hù)裝置？答：發(fā)電機(jī)機(jī)端設(shè)有母線的或

9、說與母線直接連接的發(fā)電機(jī)，不考慮消弧線圈的補(bǔ)償作用，當(dāng)單相接地故障電流大于接地安全電流（表1）值時，應(yīng)裝設(shè)有選擇性的接地保護(hù)裝置。保護(hù)裝置應(yīng)由機(jī)端的零序電流互感器和電流繼電器構(gòu)成，即零序電流原理的保護(hù)裝置，其動作電流按躲過不平衡電流和外部單相接地時發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電容電流整定。零序電流接地保護(hù)帶時限動作于信號，但當(dāng)消弧線圈退出運行或其它原因，使單相接地故障電流大于接地安全電流值時，零序電流接地保護(hù)應(yīng)帶較短時限動作于停機(jī)。此零序電流接地保護(hù)具有選擇性，當(dāng)單機(jī)機(jī)組電容電流與機(jī)端母線所連接的設(shè)備和線路的分布電容電流之和（總的電容電流）的比值越大，零序電流接地保護(hù)的選擇性也越好越可靠。7對于單元接線方式的發(fā)

10、電機(jī)變壓器組的定子繞組單相接地故障，規(guī)程有什么要求規(guī)定？答：容量在100MW以下單元接線方式的發(fā)電機(jī)應(yīng)配置保護(hù)區(qū)不小于90的定子接地保護(hù)；容量在100MW及以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100的定子接地保護(hù)。保護(hù)帶時限動作于信號，必要時也可動作于停機(jī)。為檢查發(fā)電機(jī)定子繞組和發(fā)電機(jī)回路的絕緣狀況，保護(hù)裝置應(yīng)能監(jiān)視發(fā)電機(jī)的零序電壓值。8對于發(fā)電機(jī)定子匝間短路，規(guī)程是怎樣要求的？答：1）對于定子繞組為星形接線、每相有并聯(lián)分支且中性點有分支引出端子的發(fā)電機(jī)，應(yīng)配置零序電流型橫差保護(hù)或列向橫差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)。2）對于50MW及以上發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子繞組為星形接線，中性點只有三個引出端子時，根據(jù)用戶和制造廠

11、的要求也可配置專用的匝間短路保護(hù)。匝間短路保護(hù)應(yīng)瞬時或帶30ms延時動作于停機(jī)。9對于發(fā)電機(jī)外部相間短路故障或作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備，規(guī)程規(guī)定了要配置什么相應(yīng)保護(hù)？答：根據(jù)發(fā)電機(jī)不同的接線方式和機(jī)組性能的要求，對于外部相間短路故障或作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備，即應(yīng)裝設(shè)下列相鄰設(shè)備或線路相間短路故障的后備保護(hù)，其電流取自中性點側(cè)電流互感器：1）容量在1MW及以下的與其它發(fā)電機(jī)或與電力系統(tǒng)并列運行的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。 2）容量在1MW以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)復(fù)合電壓（負(fù)序電壓和低電壓）起動過電流保護(hù)。3）50MW及以上的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)復(fù)合電流（負(fù)序電流和低電壓過電流）保護(hù)。4）自并勵發(fā)電機(jī)宜采用帶

12、電流記憶的低電壓過電流保護(hù)。5）并列運行的發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)變壓器組的后備保護(hù)，對所連接母線的相間短路故障，應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。上述各后備保護(hù)宜帶有二段時限，以較短的時限動作于縮小故障范圍或動作于解列，以較長的時限動作于停機(jī)。6）發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)變壓器組已裝設(shè)定子繞組反時限對稱過負(fù)荷和反時限不對稱（負(fù)序）過負(fù)荷保護(hù)，且保護(hù)綜合特性對發(fā)電機(jī)變壓器組所連接高壓母線的相間短路故障具有必要的靈敏系數(shù)，并滿足時間配合的要求，可不再裝設(shè)復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)和復(fù)合電流保護(hù)。10對于發(fā)電機(jī)定子繞組的異常過電壓，規(guī)程要求配置什么保護(hù)？答：對于發(fā)電機(jī)定子繞組的異常過電壓，應(yīng)裝設(shè)過電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)機(jī)組類型和定子

13、繞組絕緣狀況決定。A)、對于水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)定子繞組絕緣狀況決定。過電壓保護(hù)宜動作于解列滅磁。B）、對于100MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)過電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)定子繞組絕緣狀況決定。過電壓保護(hù)宜動作于解列滅磁或程序跳閘。11對過負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過電流，規(guī)程怎樣規(guī)定配置什么保護(hù)？答：對過負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過電流，規(guī)程規(guī)定應(yīng)配置下列定子繞組過負(fù)荷保護(hù)，電流取自中性點側(cè)電流互感器：1）定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時限過負(fù)荷保護(hù)，帶時限動作于信號。2）定子繞組為直接冷卻且過負(fù)荷能力較低（如低于1.5倍、60s）的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定子反時限對稱過負(fù)荷保護(hù)，

14、保護(hù)由定時限和反時限兩部分組成。定時限部分：動作電流按在發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定，帶時限動作于信號，有條件的也可動作于自動減負(fù)荷（減出力）。反時限部分：動作特性按發(fā)電機(jī)定子繞組的過負(fù)荷能力確定，動作于解列或程序跳閘。保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)電流變化時發(fā)電機(jī)定子繞組的熱積累過程。不考慮在靈敏系數(shù)和時限方面與其它（相鄰組件或線路）相間短路保護(hù)相配合。從簡化后備保護(hù)精神出發(fā)，對于機(jī)組對稱過負(fù)荷和區(qū)外對稱性（三相）短路故障的后備保護(hù)，有條件的都可設(shè)置對稱反時限過負(fù)荷保護(hù)，它具有與相鄰線路保護(hù)的自適應(yīng)性和自配合性等特點，保護(hù)靈敏性、選擇性和可靠性都較強(qiáng)，均能滿足大小型機(jī)組保護(hù)的要求，同時無需作

15、較繁雜的配合整定計算，不再設(shè)置其他后備保護(hù)。12發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層（負(fù)序）過負(fù)荷保護(hù)，規(guī)程怎樣規(guī)定配置？答：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層承受過熱能力即轉(zhuǎn)子承受負(fù)序電流的能力，以為判據(jù)，為以額定電流為基準(zhǔn)的負(fù)序電流標(biāo)幺值，為時間（s），A為發(fā)電機(jī)允許的熱時間常數(shù)。對不對稱過負(fù)荷、非全相運行以及外部不對稱短路引起的負(fù)序電流，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)轉(zhuǎn)子表層過負(fù)荷保護(hù)：1）50MW及以上的，的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)定時限負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，可與復(fù)合電流保護(hù)中的負(fù)序電流元件組合在一起。負(fù)序電流動作值按躲過發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流值和最大負(fù)荷下的不平衡負(fù)序電流值整定，帶時限動作于信號。2）100MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)配置定子反時限不對稱（負(fù)序

16、）過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)由定時限和反時限兩部分組成。定時限部分：負(fù)序電流動作值按躲過發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流值和最大負(fù)荷下的不平衡負(fù)序電流值整定，帶時限動作于信號；反時限部分：動作特性按發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力確定，動作于停機(jī)。保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)電流變化時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的熱積累過程。不考慮在靈敏系數(shù)和時限方面與其它（相鄰組件或線路）相間短路保護(hù)相配合。從簡化后備保護(hù)精神出發(fā)，對于機(jī)組的不對稱過負(fù)荷和區(qū)外不對稱性（兩相）短路故障的后備保護(hù)，有條件的都可設(shè)置不對稱（負(fù)序）反時限過負(fù)荷保護(hù)，它具有與相鄰線路保護(hù)的自適應(yīng)性和自配合性等特點，保護(hù)靈敏性、選擇性和可靠性都較強(qiáng)，均能滿足大小型機(jī)組保護(hù)的要求，同時無需作較繁

17、雜的配合整定計算，不再設(shè)置其他后備保護(hù)。 13對勵磁系統(tǒng)故障或強(qiáng)勵時間過長引起的勵磁繞組過負(fù)荷，規(guī)程是怎樣要求的？答：100MW及以上采用半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)。對于300MW以下采用半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)定時限勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)，帶時限動作于信號和動作于減勵磁電流。對于300MW及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)子勵磁繞組反時限過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)由定時限和反時限兩部分組成。定時限部分：動作電流按正常運行最大勵磁電流下能可靠返回的條件整定，帶時限動作于信號和動作于減勵磁電流。反時限部分：動作特性按發(fā)電機(jī)勵磁繞組的過負(fù)荷能力確定，動作于解列滅磁或程序跳閘。保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)電流變化

18、時勵磁繞組的熱積累過程。14發(fā)電機(jī)勵磁回路的接地故障，新規(guī)程是怎樣規(guī)定的？答：新規(guī)程基于實際使用情況，大大的簡化了老規(guī)程的規(guī)定，即對于發(fā)電機(jī)勵磁回路的接地故障，新規(guī)程規(guī)定：對容量為1MW及以下的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一點接地故障，可裝設(shè)定期檢測裝置；容量為1MW以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)專用的轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)裝置，經(jīng)延時動作于信號，宜減負(fù)荷平穩(wěn)停機(jī)，有條件的可動作于程序跳閘；對旋轉(zhuǎn)勵磁的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)一點接地故障定期檢測裝置。15發(fā)電機(jī)勵磁電流異常下降或完全消失的失磁故障，規(guī)程是怎樣要求的？答：對于不允許失磁運行的發(fā)電機(jī)和失磁對電力系統(tǒng)有重大影響的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護(hù)裝置。 對汽輪發(fā)電機(jī)，失磁保護(hù)宜瞬時或短

19、延時動作于信號，有條件的機(jī)組可進(jìn)行勵磁切換。失磁后母線電壓低于系統(tǒng)允許值時，帶時限動作于解列。當(dāng)發(fā)電機(jī)母線電壓低于保證廠用電穩(wěn)定運行要求的電壓時，帶時限動作于解列，并切換廠用電源。有條件的機(jī)組失磁保護(hù)也可動作于自動減出力。當(dāng)減出力至發(fā)電機(jī)失磁允許負(fù)荷以下，其運行時間接近失磁允許運行限時時，可動作于程序跳閘。對水輪發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)應(yīng)帶時限動作于解列。16發(fā)電機(jī)定子鐵心發(fā)生過勵磁異常故障時，規(guī)程要求配置什么保護(hù)？答：300MW及以上發(fā)電機(jī)定子鐵芯發(fā)生過勵磁異常故障時，應(yīng)配置過勵磁保護(hù)。保護(hù)可由低定值和高定值兩部分組成的定時限過勵磁保護(hù)或反時限過勵磁保護(hù)，有條件的應(yīng)優(yōu)先采用反時限過勵磁保護(hù)。定時限過勵

20、磁保護(hù)的低定值部分帶時限動作于信號或減勵磁（電流），高定值部分動作于解列滅磁或程序跳閘。反時限過勵磁保護(hù)特性曲線應(yīng)與發(fā)電機(jī)或變壓器允許的過勵磁能力相配合。汽輪發(fā)電機(jī)裝設(shè)了過勵磁保護(hù)可不再裝設(shè)過電壓保護(hù)。17發(fā)電機(jī)變電動機(jī)（逆功率）運行時，規(guī)程要求配置什么保護(hù)？答：200MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)運行方式時，宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。對燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)由靈敏的功率繼電器構(gòu)成，帶時限動作于信號，經(jīng)較長的時限動作于解列。18發(fā)電機(jī)運行頻率異常（高于或低于額定頻率）時，規(guī)程要求配置什么保護(hù)？答：300MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)帶負(fù)載運行的頻率低于額定頻率的異常運行時，應(yīng)配置低頻率保護(hù)。

21、保護(hù)動作于信號，并有累計時間顯示。對高于額定頻率帶負(fù)荷運行的100MW及以上汽輪發(fā)電機(jī)或水輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)高頻率（過頻）保護(hù)。保護(hù)動作于解列滅磁或程序跳閘。 19對失步運行的發(fā)電機(jī)，規(guī)程要求配置什么保護(hù)？答：對失步運行的300MW及以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)失步保護(hù)。在短路故障、系統(tǒng)穩(wěn)定振蕩、電壓回路斷線等情況下，保護(hù)不應(yīng)誤動作。保護(hù)通常動作于信號。當(dāng)振蕩中心落在發(fā)電機(jī)變壓器組內(nèi)部，失步運行時間超過整定值或電流振蕩次數(shù)超過整定次數(shù)時，保護(hù)還應(yīng)動作于解列，并保證斷路器斷開時的電流不超過斷路器允許開斷電流。20其它故障和異常運行時的相應(yīng)保護(hù)（如起動過程中發(fā)生故障的起停機(jī)保護(hù)、突然加電壓保護(hù)、斷路器閃絡(luò)保

22、護(hù)、軸電流保護(hù)等）。規(guī)程對于其它故障和異常運行時，要求配置那些相應(yīng)的保護(hù)？答：發(fā)電機(jī)在起動過程中發(fā)生單相接地短路故障時，應(yīng)配置起停機(jī)保護(hù)；斷路器斷口閃絡(luò)故障應(yīng)裝設(shè)斷路器閃絡(luò)保護(hù)；發(fā)電機(jī)軸電流過大應(yīng)裝設(shè)軸電流保護(hù)；300MW及以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)突加電壓保護(hù)。對于其它故障和異常運行方式，可根據(jù)機(jī)組特點和電力系統(tǒng)運行的要求，采取措施或增設(shè)相應(yīng)保護(hù)。 21規(guī)程對那些保護(hù)裝置要求采用程序跳閘方式？答：對300MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)定子繞組對稱過負(fù)荷保護(hù)、不對稱（負(fù)序）過負(fù)荷保護(hù)、轉(zhuǎn)子勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)、定子鐵芯過勵磁保護(hù)、失磁保護(hù)、定子單相接地保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點接地保護(hù)、運行頻率異常等保護(hù)動作于停

23、機(jī)，宜采用程序跳閘方式。程序跳閘方式由主汽門關(guān)閉和逆功率相“與”組成程跳逆功率保護(hù)執(zhí)行完成。22規(guī)程對抽水蓄能發(fā)電機(jī)組是怎樣規(guī)定的？答：對于抽水蓄能發(fā)電機(jī)組應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)組容量和其接線方式裝設(shè)于水輪發(fā)電機(jī)組相當(dāng)?shù)臋C(jī)組保護(hù)，且能滿足發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)或電動機(jī)運行的不同運行方式的要求，并宜配置變頻起動和電制動停機(jī)需要的保護(hù)。同時注意下列幾點：1）差動保護(hù)應(yīng)采用同一套差動保護(hù)裝置，并能滿足發(fā)電機(jī)和電動機(jī)兩種不同的運行方式的保護(hù)方案；2）定時限或反時限負(fù)序過負(fù)荷（過電流）保護(hù)應(yīng)能滿足發(fā)電機(jī)和電動機(jī)兩種不同的運行方式；3）應(yīng)根據(jù)機(jī)組額定容量裝設(shè)逆功率保護(hù)，并應(yīng)在切換到抽水運行方式時能自動退出逆功率保護(hù)；4）應(yīng)

24、根據(jù)機(jī)組額定容量裝設(shè)能滿足發(fā)電機(jī)運行或電動機(jī)運行的失磁、失步保護(hù)。并由運行方式切換發(fā)電機(jī)運行或電動機(jī)運行方式下其保護(hù)的自動投退；5）變頻起動時宜閉鎖可能由諧波引起誤動的各種保護(hù)，起動結(jié)束時應(yīng)能自動解除其閉鎖；6）對發(fā)電機(jī)電制動停機(jī)，宜裝設(shè)防止定子繞組端頭短路接觸不良的保護(hù)，保護(hù)可短時限動作于切斷電制動勵磁電流；電制動停機(jī)過程宜閉鎖會發(fā)生誤動的保護(hù)。電力變壓器保護(hù)規(guī)程是怎樣規(guī)定的，在800系列微機(jī)保護(hù)裝置培訓(xùn)教材205頁已有敘述，此處不再重述。23發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路主保護(hù)有哪些？并敘述出各保護(hù)的原理判據(jù)？答：1MW及以下單獨運行的發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路主保護(hù)，是在中性

25、點側(cè)配置過電流保護(hù)，其原理判據(jù)是過電流判據(jù)；如中性點側(cè)無引出線，在發(fā)電機(jī)機(jī)端配置低電壓保護(hù)，可由三個或兩個線電壓低電壓繼電器組成。保護(hù)可帶一短時限動作于停機(jī)。1MW及以下與其它發(fā)電機(jī)或電力系統(tǒng)并列運行的發(fā)電機(jī)，其定子繞組及其引出線的相間短路的主保護(hù)是電流速斷保護(hù)，是由無時限的快速動作的過電流繼電器構(gòu)成，保護(hù)動作于停機(jī)。當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)不能滿足要求時，就要裝設(shè)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)（簡稱發(fā)電機(jī)差動保護(hù)）。1MW以上的發(fā)電機(jī)定子繞組及引出線的相間短路的主保護(hù)是發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)。其判據(jù)是比率制動式差動原理，下面就其原理簡述：設(shè)發(fā)電機(jī)中性點側(cè)一次電流為，二次電流為，發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)一次電流為，二次電流

26、為。發(fā)電機(jī)差動保護(hù)接線如圖1所示，圖1中（A）發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流極性端標(biāo)注及正方向指向說明；（B）發(fā)電機(jī)正常運行或外部故障電流流向；（C）發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路故障電流流向。發(fā)電機(jī)差動保護(hù)原理判據(jù)：設(shè)差動電流（動作量）為：制動電流（制動量）為：從圖1（B）可以看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運行時或保護(hù)區(qū)外發(fā)生相間短路時，差動電流理論上為零，制動電流等于一側(cè)的電流，差動保護(hù)可靠不動作。一旦保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生相間短路故障如圖1（C）所示，差動電流等于兩側(cè)電流之和，制動電流等于兩側(cè)電流之差，差動動作電流大于制動電流，保護(hù)可靠動作。差動保護(hù)具有良好的選擇性，而得到普遍廣泛的應(yīng)用。由于發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流互感器二次側(cè)傳變特性的不一致性，其

27、二次電流總存在不相等的情況，使得保護(hù)的差動電流存在一個不平衡電流。當(dāng)保護(hù)區(qū)外發(fā)生相間短路故障電流很大時，其不平衡電流也較大，有可能使得差動保護(hù)誤動。為了克服保護(hù)區(qū)外短路誤動，引進(jìn)了比率制動系數(shù)，使保護(hù)的動作電流隨制動電流的增大而更加增大，并大于區(qū)外故障電流帶來的最大不平衡電流，確保差動保護(hù)不誤動，這就是比率制動式差動原理。保護(hù)動作方程如下：Iop ³ Iop.0 ( Ires £ Ires.0 時)Iop ³ Iop.0 + S(Ires Ires.0) ( Ires > Ires.0 時)式中：Iop為差動動作電流，Iop.0為最小差動動作電流整定值，Ir

28、es為制動電流，Ires.0為最小制動電流整定值，S為比率制動特性的斜率。差動保護(hù)動作特性曲線如圖2所示。 由圖2知道，曲線ABC是保護(hù)動作特性曲線，線BC的斜率是保護(hù)動作特性曲線的斜率S，線OC是保護(hù)裝置的制動系數(shù)K，可看出裝置的制動系數(shù)K不等于特性曲線的斜率S。線DT是區(qū)外最大短路電流下的不平衡電流，線DC是在區(qū)外最大短路電流下的差動動作電流，此電流應(yīng)大于最大不平衡電流才能保證保護(hù)不會誤動。所以差動保護(hù)的制動系數(shù)應(yīng)按區(qū)外最大短路電流下保護(hù)不誤動來整定計算。24發(fā)電機(jī)差動保護(hù)特性曲線或說整定三要素是什么？整定值原則是什么？ 答：發(fā)電機(jī)差動保護(hù)特性曲線或說整定三要素是：差動最小動作電流整定值I

29、op.0、最小制動電流整定值Ires.0和比率制動特性的斜率S，這三個整定值一旦確定差動保護(hù)的動作特性曲線也就確定了。整定原則：1）、差動最小動作電流整定值Iop.0 應(yīng)大于發(fā)電機(jī)最大負(fù)荷(Ie)下的不平衡電流，以保證發(fā)電機(jī)在最大負(fù)荷運行時保護(hù)不誤動。一般為Iop.0 （0.20.4）Ie ，通常取0.3 Ie 。2）、最小制動電流整定值Ires.0一般為（0.81.0）Ie，但考慮近區(qū)切除故障后的暫態(tài)過程中，可能會出現(xiàn)較大的差流使保護(hù)誤動，許多權(quán)威人士建議取（0.50.8）Ie。3）、保護(hù)的制動系數(shù)K應(yīng)躲過最大外部短路電流下所產(chǎn)生的最大不平衡電流來整定，是可靠系數(shù)，取1.31.5。最大不平衡

30、電流，非周期分量系數(shù)，取1.52.0；互感器同型系數(shù)，同型取1； 互感器比誤差系數(shù)，取0.1；最大外部三相短路電流周期分量；互感器變比。比率制動特性的斜率S為。發(fā)電機(jī)差動保護(hù)的靈敏系數(shù)一般都能滿足大于2，可以不作校驗。25對發(fā)電機(jī)外部相間短路故障和作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備有哪些？這些后備保護(hù)整定原則是什么？答：對于1MW及以下的并列運行發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)，是裝設(shè)在機(jī)組中性點側(cè)的過電流保護(hù)；對于1MW及以上的發(fā)電機(jī)后備保護(hù)應(yīng)在中性點側(cè)配置復(fù)合電壓啟動（閉鎖）過電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)，復(fù)合電壓元件的電壓取自機(jī)端PT；如果定子繞組為直接冷卻且過負(fù)荷能力較低的發(fā)電機(jī)組，應(yīng)在中性點側(cè)配置對稱過負(fù)荷反時限保護(hù)

31、和不對稱（負(fù)序）過負(fù)荷反時限保護(hù)；是自并勵磁方式的發(fā)電機(jī)組應(yīng)在中性點側(cè)配置低壓記憶過電流保護(hù)。各后備保護(hù)整定原則如下：1)、過電流及過電流元件的動作電流按發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷下可靠返回的條件整定， 即：，式中：為過電流動作整定值；是可靠系數(shù)，取1.31.5；是發(fā)電機(jī)額定電流；是保護(hù)的返回系數(shù)，取0.90.95；是電流互感器變比。靈敏系數(shù)按主變高壓側(cè)母線兩相金屬性短路的條件校驗，是主變高壓側(cè)母線兩相金屬性短路時流過保護(hù)的最小短路電流，靈敏系數(shù)要求大于1.2。2)、復(fù)合電流保護(hù)的負(fù)序過電流元件的動作電流按防止負(fù)序電流導(dǎo)致轉(zhuǎn)子表層過熱損壞的條件整定，即：；間接冷卻式汽輪發(fā)電機(jī)取0.5，水輪發(fā)電機(jī)取；其他發(fā)

32、電機(jī)可取，A值是電機(jī)廠提供的熱常數(shù)。靈敏系數(shù)按主變高壓側(cè)母線兩相金屬性短路的條件校驗，是主變高壓側(cè)母線兩相金屬性短路時流過保護(hù)的最小短路負(fù)序電流，靈敏系數(shù)要求大于1.5。3）、復(fù)合電流保護(hù)和復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)的低電壓元件的電壓應(yīng)接線電壓，動作電壓可按下式整定：對于汽輪發(fā)電機(jī)取，Ugn是發(fā)電機(jī)額定電壓，nv是電壓互感器變比；對于水輪發(fā)電機(jī)取。靈敏系數(shù)按主變高壓側(cè)母線三相短路的條件校驗， 是主變高壓側(cè)母線三相金屬性短路時的最大短路電流，是主變壓器電抗，要求靈敏系數(shù)大于1.2。4)、復(fù)合電壓元件的負(fù)序過電壓的動作電壓按躲過正常運行時的不平衡電壓整定，一般取。靈敏系數(shù)按主變高壓側(cè)母線兩相金屬性短路

33、的條件校驗，即，要求靈敏系數(shù)大于1.5。以上的定時限的后備保護(hù)（過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)和負(fù)荷電流保護(hù)）對于雙母線或單母分段接線系統(tǒng)要帶兩段時限，第一段時限應(yīng)與相鄰元件或線路相間后備保護(hù)配合，動作于母聯(lián)或分段斷路器；第二段時限在第一段時限上加一時間級差，動作于解列或程序跳閘。對于單母線接線系統(tǒng)或發(fā)變線接線方式以及32接線方式的保護(hù)設(shè)一段時限，與線路相間后備保護(hù)配合動作于解列或程序跳閘。5)、對稱過負(fù)荷反時限保護(hù)的整定此保護(hù)也是機(jī)組的過負(fù)荷保護(hù)，配置此保護(hù)的機(jī)組可以不再設(shè)置其他的后備保護(hù)。a)、定時限過負(fù)荷元件的整定計算過負(fù)荷動作值按發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷下可靠返回的條件整定， 可靠系數(shù)取1.

34、05； 返回系數(shù)取0.90.95，條件允許應(yīng)取較大值。保護(hù)延時應(yīng)躲過相鄰元件或線路的后備保護(hù)的最大時限，一般取值48s，保護(hù)動作于信號或有條件的可動作于自動減負(fù)荷。b)、反時限過電流元件的整定計算反時限過電流元件的動作特性應(yīng)由定子繞組允許的過負(fù)荷能力確定。動作時間與過電流倍數(shù)的關(guān)系為：，式中：K是定子繞組過負(fù)荷常數(shù)，由電機(jī)廠提供；是額定電流的標(biāo)幺值，是與定子繞組溫升特性和溫度裕度有關(guān)的系數(shù)，一般取0.02。 反時限過電流元件的啟動電流有兩種方式來計算整定。第一種使用的較多也較簡單的計算，即與定時限過負(fù)荷元件的動作電流相配合整定， ，為配合系數(shù)取值1.05。第二種是按動作時間與過電流倍數(shù)關(guān)系式來

35、整定計算，用機(jī)組在過負(fù)荷時長期允許時間（保護(hù)下限時限）來推算反時限啟動電流值，是機(jī)組在過負(fù)荷時長期允許時間，也是保護(hù)反時限的下限延時值。反時限延時上限動作值按機(jī)端三相短路電流所對應(yīng)計算的時間值來整定，即機(jī)端三相短路電流為：，和 ，是飽和系數(shù)取0.8；是發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電抗。該保護(hù)在靈敏度和動作時限方面不考慮與其他相鄰元件或線路的相間短路保護(hù)的配合，保護(hù)動作于解列或程序跳閘。實際整定出過電流的反時限曲線，應(yīng)在電機(jī)廠提供的特性曲線的下方來整定。6)、不對稱過負(fù)荷反時限保護(hù)的整定該保護(hù)是作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過熱的主保護(hù)，也是發(fā)電機(jī)定子繞組的主保護(hù)和相鄰元件或線路的不對稱短路的后備保護(hù)。配置了此保護(hù)的機(jī)組

36、可以不再設(shè)置其他不對稱短路的后備保護(hù)。a)、負(fù)序定時限過負(fù)荷元件的整定計算負(fù)序定時限過負(fù)荷動作電流值按發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流下能可靠返回的條件整定， 取1.2； 返回系數(shù)取0.90.95中較大值。保護(hù)延時應(yīng)躲過相鄰元件或線路的后備保護(hù)的最大時限，一般取值48s，保護(hù)動作于信號。b)、負(fù)序反時限過電流元件的整定計算負(fù)序反時限過電流元件的動作特性應(yīng)由轉(zhuǎn)子表層允許的過負(fù)荷能力確定。動作時間與負(fù)序過電流倍數(shù)的關(guān)系為：，式中：A是轉(zhuǎn)子表層承受負(fù)序電流能力的常數(shù)，由電機(jī)廠提供；是發(fā)電機(jī)負(fù)序電流的標(biāo)幺值，是發(fā)電機(jī)長期允許負(fù)序電流標(biāo)幺值，一般取值0.08。反時限過電流元件的啟動電流有兩種方式來計算整定。第一

37、種使用的較多也較簡單的計算，即與負(fù)序定時限過負(fù)荷元件的動作電流相配合整定， ，為配合系數(shù)取值1.05；第二種是按動作時間與過電流倍數(shù)關(guān)系式來整定計算，用機(jī)組在負(fù)序電流長期允許時間（保護(hù)下限時限）來推算反時限啟動電流值，是機(jī)組在過負(fù)荷時長期允許時間，也是保護(hù)反時限的下限延時值，一般取值為1000秒。反時限延時上限動作值按主變高壓側(cè)兩相短路電流所對應(yīng)計算的時間值來整定，即主變高壓側(cè)兩相短路電流為：，和 。式中：是發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗；是主變壓器的電抗。也可按發(fā)電機(jī)機(jī)端兩相短路電流來計算反時限延時上限動作值，和。該保護(hù)不考慮在靈敏度和動作時限方面與其他相間短路保護(hù)的配合，保護(hù)動作于解列或程序跳閘。實際整

38、定出負(fù)序反時限曲線，應(yīng)在電機(jī)廠提供的特性曲線的下方來整定。7）、低壓（復(fù)合電壓）記憶過電流保護(hù)低壓（復(fù)合電壓）記憶過電流保護(hù)是作為自并勵磁方式機(jī)組的定子繞組或主變壓器繞組短路故障主保護(hù)的后備保護(hù)，不是相鄰線路后備保護(hù)的后備。其電流取自發(fā)電機(jī)中性點側(cè)電流互感器，電壓取自發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器。過電流元件動作值按主變高壓母線兩相短路時，保護(hù)應(yīng)具有的靈敏系數(shù)來整定，是主變高壓母線兩相短路電流；是靈敏系數(shù)應(yīng)1.3，這里取1.51.8，這樣整定保護(hù)時限可以設(shè)定的較小。對于雙母線或單母分段系統(tǒng)接線，保護(hù)可設(shè)兩段時限，第一段時限只與相鄰組件或線路主保護(hù)配合（0.5s），動作于母聯(lián)或分段斷路器；第二段時限加一個

39、時間級差動作于解列滅磁。對于一個半斷路器接線母線系統(tǒng)，保護(hù)可經(jīng)一段時限動作于解列滅磁。8）低阻抗保護(hù)當(dāng)過電流保護(hù)、低壓啟動過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)和復(fù)合電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求或系統(tǒng)保護(hù)間配合的要求時，可在變壓器高壓側(cè)設(shè)置低阻抗保護(hù)。那種認(rèn)為將低阻抗保護(hù)作為發(fā)電機(jī)定子繞組或變壓器繞組內(nèi)部短路故障保護(hù)是錯誤的，它是不能反映動作的，它只能保護(hù)發(fā)電機(jī)與主變間連接引線的相間短路和主變高壓側(cè)引線及母線或線路上的三相短路故障。它通常用于330500大型升壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器，裝設(shè)在變壓器高壓側(cè)作為變壓器引線、母線、相鄰線路相間短路的后備保護(hù)。低阻抗保護(hù)的整定計算應(yīng)根據(jù)保護(hù)的配置及保護(hù)動作特性的

40、不同而有所不同。）升壓變壓器低壓側(cè)全阻抗保護(hù)的整定計算（保護(hù)不應(yīng)設(shè)置在低壓側(cè)）低阻抗保護(hù)裝設(shè)在主變低壓側(cè)，保護(hù)動作特性為全阻抗圓時，a按高壓母線短路滿足靈敏度要求來計算，阻抗動作值：，是保護(hù)的靈敏系數(shù)，取1.3；是變壓器阻抗b或按與之配合的高壓側(cè)引出線路距離保護(hù)段配合計算， 是助增系數(shù)，取各種運行方式下的最小值；是與之配合的高壓側(cè)引出線路距離保護(hù)段動作阻抗。c. 靈敏系數(shù)校驗。按高壓母線三相短路校驗：靈敏系數(shù)為：，要求大于1.3。）升壓變壓器高壓側(cè)全阻抗保護(hù)的整定計算低阻抗保護(hù)動作特性為全阻抗圓，是裝設(shè)在主變高壓側(cè)220500kV時，阻抗動作值應(yīng)與母線上的與之配合的引出線路距離保護(hù)段配合計算，

41、是可靠系數(shù)取0.8。靈敏系數(shù)校驗是按指定的保護(hù)區(qū)末端相間短路校驗，Z為指定的保護(hù)區(qū)對應(yīng)的阻抗值，靈敏系數(shù)應(yīng)大于1.3。）不論阻抗保護(hù)裝設(shè)在主變高壓側(cè)還是低壓側(cè)，當(dāng)其動作特性為偏移阻抗時，阻抗正方向應(yīng)指向高壓母線，動作阻抗值按或計算；反方阻抗為正向阻抗底5%10%，保護(hù)到主變高壓側(cè)引線或是到發(fā)電機(jī)引線，但不能作為變壓器或發(fā)電機(jī)繞組的相間故障后備保護(hù)。）阻抗保護(hù)的動作時間整定。通常保護(hù)應(yīng)設(shè)兩段時限，第一段時限應(yīng)大于與之配合的保護(hù)動作時間一個時間級差，動作于母線解列；第二段時限在第一個時限上加一個時間級差，動作于解列滅磁或程序跳閘。上述各段時間都應(yīng)大于系統(tǒng)震蕩周期時間，一般可取1.52.5s之間。2

42、6零序電流型橫差保護(hù)的整定原則是什么？答：零序電流型橫差保護(hù)的整定原則應(yīng)是根據(jù)保護(hù)裝置的原理判據(jù)和動作方程的不同而有所不同。現(xiàn)就兩個不同的動作判據(jù)分述如下：1） 方案一（經(jīng)典動作判據(jù)）：判據(jù)為：， 是動作電流整定值。a)、傳統(tǒng)整定計算保護(hù)動作電流按外部最大短路電流下保護(hù)不誤動的條件整定。要求保護(hù)對三次諧波濾過比大于15倍，動作電流為，保護(hù)瞬時動作于停機(jī)。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵磁回路一點接地保護(hù)動作后機(jī)組仍可繼續(xù)運行的，為防止勵磁回路發(fā)生瞬時性第二點接地故障時橫差保護(hù)誤動，應(yīng)將橫差保護(hù)切換帶0.51.0s延時動作于停機(jī)。b)、高靈敏零序電流型橫差保護(hù)的整定為減小保護(hù)動作電流和防止外部短路時誤動，保護(hù)的三次諧

43、波濾過比大于80倍，保護(hù)動作電流值應(yīng)按下列步驟計算整定：）發(fā)電機(jī)作常規(guī)短路試驗時，實測中性點連線電流的基波（）和三次諧波電流分量（）大小；實測值最好是0.5倍和1倍額定電流下的兩個實測值。）采用線性外推法，根據(jù)短路試驗時的基波和三次諧波電流分量，求出機(jī)端三相短路下的最大不平衡電流和。）計算出動作電流整定值：，是可靠系數(shù)，取1.31.5；是非周期分量系數(shù)，取1.52.0。2） 方案二（具有比率制動特性的判據(jù)）判據(jù)為： 時 時式中：是橫差電流，是橫差最小動作電流整定值，是制動電流（取機(jī)端三相電流最大值），是最小制動電流整定值，S是可靠系數(shù)（一般取1.2）。動作電流可按發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷下橫差保護(hù)的不平

44、衡電流整定：，可靠系數(shù)取1.5 。需要說明的一點，如發(fā)電機(jī)勵磁回路沒有裝設(shè)轉(zhuǎn)子兩點接地保護(hù)，單組件橫差保護(hù)可兼顧轉(zhuǎn)子兩點接地故障保護(hù)，瞬時動作于停機(jī)。27對于中性點側(cè)不能引出分支端子的發(fā)電機(jī)，定子繞組發(fā)生匝間短路故障，其保護(hù)原理判據(jù)是什么？故障分量負(fù)序功率方向保護(hù)有什么特點？答：對于中性點側(cè)不能引出分支端子的發(fā)電機(jī)，是不能裝設(shè)零序電流型（單元件）橫差保護(hù)來作為機(jī)組匝間故障保護(hù)，但可以裝設(shè)縱向零序電壓原理的保護(hù)裝置。實現(xiàn)縱向零序電壓原理匝間保護(hù)的前提或條件是，在機(jī)端裝設(shè)一個專用電壓互感器，該互感器一次側(cè)中性點必須要與發(fā)電機(jī)的中性點相連，只有這樣才能克服定子單相接地故障時的零序電壓的影響，零序電壓

45、式匝間保護(hù)才不會誤動。零序電壓動作整定值應(yīng)躲過機(jī)組正常運行時的不平衡電壓，一般整定為23V。為了提高保護(hù)的可靠性和靈敏度，零序電壓式匝間保護(hù)可增設(shè)負(fù)序功率方向或故障分量負(fù)序功率方向啟動元件，當(dāng)機(jī)組內(nèi)部發(fā)生內(nèi)部故障時，負(fù)序功率方向或故障分量負(fù)序功率方向啟動元件和零序電壓組元件都動作（允許式閉鎖），二者相“與”后保護(hù)才能動作跳閘停機(jī)。但負(fù)序功率方向啟動元件自身也受多種運行工況的影響，時常也有誤動，為此只有我許繼研制出新原理判據(jù)故障分量負(fù)序功率方向元件（保護(hù)）。故障分量負(fù)序功率方向保護(hù)有兩大特點，第一、具有很高的可靠性和靈敏度，該保護(hù)自94年應(yīng)用至今已有12年之久，沒有發(fā)生一次誤動，正確動作過兩次，

46、可見可靠性是高的，靈敏度整定可高達(dá)0.1%額定功率。第二、故障分量負(fù)序功率方向保護(hù)可省去專用電壓互感器的投資，同時可作為發(fā)電機(jī)定子繞組相間故障的不同原理的第二套主保護(hù)。28發(fā)電機(jī)定子單相接地（100%）保護(hù)的原理判據(jù)是什么？各整定原則是什么？答：發(fā)電機(jī)定子單相接地（100%）保護(hù)的原理判據(jù)通常稱為雙頻式單相接地保護(hù)。它是由基波零序電壓元件和三次諧波電壓比元件組成，基波零序電壓元件保護(hù)范圍是95%（5%100%），三次諧波電壓比元件的保護(hù)范圍25%（025%），保護(hù)范圍是兩個元件相加重迭為100%。1） 基波零序電壓元件的原理及整定基波零序電壓元件的零序電壓取自發(fā)電機(jī)中性點側(cè)的電壓互感器或消弧線

47、圈或配電變壓器的二次側(cè)的零序電壓，也可取自機(jī)端的電壓互感器二次側(cè)開口三角繞組的零序電壓（要有機(jī)端電壓互感器斷線閉鎖功能）。基波零序電壓動作整定值，可按躲過正常運行時中性點單相電壓互感器或機(jī)端三相電壓互感器開口三角繞組的最大不平衡電壓和主變高壓側(cè)接地故障時，經(jīng)主變高低壓繞組間的耦合電容傳遞到發(fā)電機(jī)側(cè)的零序電壓來計算，即，可靠系數(shù)可取1.21.3。一般取值為812V。2）三次諧波電壓比元件的原理及整定三次諧波電壓比元件的原理動作方程方案有兩個：）方案一：動作方程較簡單和易整定，運行時相對較可靠。動作方程：，式中：、是發(fā)電機(jī)機(jī)端和中性點三次諧波電壓（向量），變比平衡系數(shù)，是中性點側(cè)接地電壓互感器或配

48、電變壓器變比與機(jī)端電壓互感器變比的比值，例如；是可靠系數(shù)可取1.21.3；A是實測得的機(jī)端三次諧波電壓與中性點側(cè)三次諧波電壓之比值；）方案二：是在方案一的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的，主要是提高保護(hù)的靈敏度，因此方案二靈敏度較高，具有保護(hù)范圍100的功能，但合適的整定值較難，也就影響了可靠性。動作方程是：，式中：A和 同方案一，是小于1的制動系數(shù)，一般取值為0.20.4。29、采用經(jīng)配電變壓器（二次側(cè)并接小電阻）接地方式的機(jī)組定子單相接地保護(hù)應(yīng)注意什么？答：目前，國內(nèi)大量的發(fā)電機(jī)組中性點接地方式都采用經(jīng)配電變壓器（二次側(cè)并接小電阻）接地，這種接地方式的主要特點能有效限制機(jī)組定子過電壓，同時也加大了接地故障

49、電流。大的接地故障電流所產(chǎn)生的電弧對定子鐵芯具有極大地?zé)龘p作用，而擴(kuò)大為相間故障或毀壞發(fā)電機(jī)組。因此在使用定子單相接地保護(hù)時應(yīng)注意兩個問題：一、基波零序電壓元件動作整定值不應(yīng)過大，除按躲過正常運行時中性點單相電壓互感器或機(jī)端三相電壓互感器開口三角繞組的最大比平衡電壓和主變高壓側(cè)接地故障時，經(jīng)主變高低壓繞組間的耦合電容傳遞到發(fā)電機(jī)側(cè)的零序電壓來計算外，還應(yīng)校核在動作電壓值對應(yīng)的接地故障下的接地故障電流值是否小于規(guī)程所規(guī)定的安全接地故障電流；二、基波零序電壓元件動作延時值不宜過長，應(yīng)不大于1.0s，否則將會給機(jī)組帶來極大的危險。 30、轉(zhuǎn)子勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)的整定原則是什么？答：對于300MW以下

50、的采用半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組，應(yīng)配置轉(zhuǎn)子勵磁繞組定時限過負(fù)荷保護(hù)；而對于300MW以上的發(fā)電機(jī)組，應(yīng)配置轉(zhuǎn)子勵磁繞組反時限過負(fù)荷保護(hù)，該保護(hù)應(yīng)由定時限過負(fù)荷元件和反時限過流元件組成。A、定時限過負(fù)荷保護(hù)（元件）整定原則：動作電流按正常運行的額定勵磁電流下能可靠返回的條件整定，可靠系數(shù)取1.05； 返回系數(shù)取0.90.95，定時限延時整定應(yīng)躲過相應(yīng)回路的后備保護(hù)的最大延時，保護(hù)動作于減勵磁電流或切換勵磁和信號。B、反時限過電流元件整定原則：反時限特性應(yīng)由電機(jī)廠提供的轉(zhuǎn)子繞組允許的過熱特性曲線決定，即過電流倍數(shù)與相應(yīng)允許持續(xù)時間的關(guān)系曲線式：；式中：C是轉(zhuǎn)子繞組過熱常數(shù)，由電機(jī)廠提供；Ifd*是

51、強(qiáng)行勵磁倍數(shù)。反時限過電流啟動值可按定時限過負(fù)荷保護(hù)（元件）相同的條件整定計算。反時限動作特性的上限動作電流應(yīng)與強(qiáng)勵定值倍數(shù)相配合，即反時限的上限時限值（最短延時）應(yīng)大于強(qiáng)勵時間；反時限下限時限值按過負(fù)荷時允許時間值來整定。保護(hù)動作于解列滅磁或程序跳閘。31、失磁保護(hù)有哪些主要動作判據(jù)？各判據(jù)又是如何整定？答：失磁保護(hù)動作判據(jù)可分為系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)和發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù)，如下：1）、系統(tǒng)側(cè)主判據(jù)：有系統(tǒng)三相同時低電壓，用于防止由于發(fā)電機(jī)低勵失磁故障引發(fā)無功儲備不足的系統(tǒng)電壓崩潰，造成大面積停電。動作判據(jù)為：式中：是三相同時低電壓動作值，此值應(yīng)由調(diào)度部門確定下達(dá)；是高壓系統(tǒng)最低運行電壓；是電壓互感器的變比

52、。對于處在負(fù)荷中心的大型發(fā)電機(jī)來說，由于系統(tǒng)容量很大，發(fā)電機(jī)失磁時系統(tǒng)電壓難以下降，但發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓則有可能下降到危及廠用電系統(tǒng)的安全，這樣也可取機(jī)端三相同時低電壓作判據(jù)，其整定應(yīng)按下式計算整定：，是發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。2）、發(fā)電機(jī)側(cè)主判據(jù)：有靜穩(wěn)極限阻抗、靜穩(wěn)極限轉(zhuǎn)子低電壓、異步阻抗等判據(jù)，同時還有輔助判據(jù)，如負(fù)序電壓、勵磁低電壓及延時等判據(jù)元件。下面就各判據(jù)的動作值整定原則逐一介紹：）、靜穩(wěn)極限阻抗動作整定計算：上阻抗動作整定值（有名值）：，下阻抗動作整定值（有名值）：，式中：是聯(lián)系電抗標(biāo)幺值：，是系統(tǒng)到高壓母線間的電抗標(biāo)幺值，是主變電抗標(biāo)幺值；是發(fā)電機(jī)縱軸電抗的標(biāo)幺值； 是發(fā)電機(jī)額定電壓；

53、是發(fā)電機(jī)的額定視在功率。）、異步阻抗動作整定計算：上阻抗動作整定值（有名值）：， 下阻抗動作整定值（有名值）：， 是發(fā)電機(jī)縱軸暫態(tài)電抗的標(biāo)幺值。）、靜穩(wěn)極限轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)由于汽輪發(fā)電機(jī)與水輪發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上有較大的差異，特別是縱軸電抗與橫軸電抗上有較大差異，發(fā)電機(jī)失磁時所表現(xiàn)的特征也不一樣，失磁保護(hù)判據(jù)一樣，但整定有較大的不同。A）、汽輪發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)極限轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)的整定計算發(fā)電機(jī)失磁后進(jìn)入到靜穩(wěn)極限（電功角90º）時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)子勵磁電壓判據(jù)為： ， 式中：是保護(hù)動作斜率，它為：，單位“”，其值應(yīng)取最大值即最小運行方式時的電抗值，并歸算到機(jī)端電壓下的有名值； 是發(fā)電機(jī)空載勵磁電壓，單位

54、“V”； 是系統(tǒng)電壓，單位“V” 是發(fā)電機(jī)空載電勢，單位“V”。B）、水輪發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)極限轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)的整定計算發(fā)電機(jī)失磁后進(jìn)入到靜穩(wěn)極限（電功角90º）時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)子勵磁電壓判據(jù)為： ， 式中，；Kset整定系數(shù)，單位“V/W”，Kset即為Ufd-P平面上動作特性直線的斜率； P發(fā)電機(jī)有功功率，單位“W”；Pgn-發(fā)電機(jī)額定功率，單位“W”；Pt發(fā)電機(jī)凸極功率，單位“W”；是發(fā)電機(jī)橫軸電抗的有名值，單位“”； Cn額定有功時的修正系數(shù)，為發(fā)電機(jī)額定有功時極限功率角，應(yīng)用時，無須計算，而以Kn=Pn/Pt值查Kn-Cn表可得Cn值。 Kn-Cn表KnCnKnCnKnCn3.30.8

55、475.60.9417.70.9683.60.8696.00.9488.00.9704.00.8916.30.9538.30.9724.30.9046.60.9578.70.9754.70.9196.80.9599.00.9765.00.9277.10.9629.50.9795.30.9357.40.96510.00.981）、輔助判據(jù)整定計算A）、負(fù)序電壓（閉鎖判據(jù)）動作整定值：；B）、勵磁低電壓元件動作整定值：。C）、延時元件的整定：靜穩(wěn)極限阻抗動作后要經(jīng)一延時動作于發(fā)信號，以防系統(tǒng)振蕩時該元件誤動，其延時值要躲過系統(tǒng)振蕩周期，一般在1.53.0s。靜穩(wěn)極限阻抗和靜穩(wěn)極限轉(zhuǎn)子低電壓相“與”

56、后，可不再經(jīng)延時動作于減出力或切換勵磁；或再經(jīng)一較長延時（0.53.0s）動作于解列滅磁或程序跳閘，但此延時值一定要躲過減出力或切換勵磁的操作時間。異步阻抗要經(jīng)一較短延時(0.5s)躲過系統(tǒng)振蕩的影響，再與其它判據(jù)相“與” 動作于解列滅磁或程序跳閘。系統(tǒng)低電壓或機(jī)端低電壓元件經(jīng)一較短延時(0.2s)后，一定要與其它判據(jù)相“與”，如與靜穩(wěn)極限阻抗經(jīng)一延時后相“與” 動作于解列滅磁或程序跳閘。32、為什么要設(shè)置失步保護(hù)？對失步保護(hù)的基本功能要求是什么？答：基于以下幾點就應(yīng)該要裝設(shè)失步保護(hù)：第一，大型發(fā)電機(jī)組特別是汽輪發(fā)電機(jī)，其電抗參數(shù)較大，而與之相連的系統(tǒng)（等效）電抗又較小，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，振蕩中心會落在發(fā)變組內(nèi)部，使機(jī)端電壓隨振蕩作大幅度波動，廠用電設(shè)備難以穩(wěn)定運行，甚至可能造成停機(jī)、停爐或鍋爐爆炸的重大事件。第二，失步振蕩電流可能大于三相短路電流，且反復(fù)出現(xiàn)時間較長，使發(fā)電機(jī)遭受大電流的電動力和熱的損傷。第三，更嚴(yán)重的是振蕩時周期性的作用在發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的振蕩扭矩，可能使發(fā)電機(jī)大軸扭傷或折斷，大大縮短機(jī)組運行壽命。對失步保護(hù)的基本功能要求是：一、應(yīng)能正確區(qū)分短路與振蕩、穩(wěn)定振蕩與失步振蕩，失步保護(hù)只在失步振蕩時動作；二、失步保護(hù)動作后的行為應(yīng)由系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求決定，不應(yīng)立即動作于跳閘；只是在振蕩次數(shù)或持續(xù)時間超過規(guī)